Khi thiết kế các thiết bị IoT nhỏ gọn yêu cầu hiển thị dữ liệu rõ ràng, màn hình OLED (Điốt phát quang hữu cơ) đơn sắc đã trở thành một lựa chọn phổ biến của những người đam mê điện tử. Những màn hình này cung cấp tỷ lệ tương phản cao, tiêu thụ điện năng thấp và kích thước nhỏ gọn. Tuy nhiên, việc tích hợp đúng cách đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các yêu cầu về điện năng để ngăn ngừa hư hỏng phần cứng và đảm bảo sự thành công của dự án.

Hầu hết các màn hình OLED đơn sắc và mạch điều khiển của chúng hoạt động trên nguồn điện 3.3V ổn định, với mức logic giao tiếp cũng yêu cầu 3.3V. Mức tiêu thụ điện năng khác nhau tùy thuộc vào số lượng điểm ảnh hoạt động, nhưng một màn hình OLED đơn sắc điển hình tiêu thụ khoảng 20mA ở mức 3.3V. Mặc dù đây là hướng dẫn chung, nhưng nên thực hiện các phép đo chính xác cho các kiểu máy và ứng dụng cụ thể.

Nhiều chip điều khiển OLED kết hợp mạch bơm điện tích—một bộ chuyển đổi DC-DC điện dung chuyển mạch. Tính năng này nâng điện áp đầu vào thấp hơn (thường là 3.3V hoặc 5V) lên điện áp cao hơn cần thiết để chiếu sáng điểm ảnh OLED. Thiết kế tích hợp đơn giản hóa việc quản lý điện năng bằng cách loại bỏ sự cần thiết của các mạch tăng cường bên ngoài.

Tùy thuộc vào kiểu OLED và yêu cầu ứng dụng, nhà phát triển có thể chọn từ một số sơ đồ điện:

• Nguồn 3.3V đơn: Cách tiếp cận đơn giản nhất cung cấp 3.3V cho cả chip điều khiển và mạch bơm điện tích, sau đó tăng điện áp khi cần.
• Điện áp kép (3.3V + 4.5V): Cung cấp 3.3V cho chip điều khiển trong khi cung cấp tới 4.5V cho bơm điện tích, có khả năng cải thiện độ sáng hoặc hiệu quả.
• Điện áp kép (3.3V + 7-9V): Kết nối trực tiếp 7-9V với chân điện áp cao của OLED trong khi cung cấp 3.3V cho chip điều khiển. Cấu hình này yêu cầu vô hiệu hóa bơm điện tích bên trong và thường được sử dụng cho các ứng dụng có độ sáng cao.

Không phải tất cả các màn hình OLED đơn sắc đều hỗ trợ mức logic 5V. Các mẫu mới hơn thường có tính năng tương thích 5V, cho phép kết nối trực tiếp với bộ vi điều khiển 5V mà không cần mạch chuyển mức. Các mẫu cũ hơn có thể chỉ hỗ trợ mức logic 3.3V, có nguy cơ bị hỏng nếu kết nối trực tiếp với hệ thống 5V.

Các chỉ báo tương thích chính bao gồm:

• Tất cả các màn hình OLED 1.3 inch 128×64 đều hỗ trợ logic 5V
• OLED SPI/I2C 128×32 nhỏ gọn hỗ trợ 5V phổ biến
• Các màn hình 0.96 inch 128×64 phiên bản 2.0 được đánh dấu "5V ready" tương thích
• Các mẫu 0.96 inch 128×64 cũ hơn có thể yêu cầu mạch chuyển mức

Đối với hầu hết các ứng dụng, nên sử dụng các kết nối sau:

• GND: Kết nối với đất
• Vin: Kết nối với nguồn 3-5V (bộ điều chỉnh bên trong thường xử lý chuyển đổi 5V)
• 3Vo: Cung cấp đầu ra 3.3V cho các thành phần khác (giới hạn khả năng dòng điện)

OLED 128×64 0.96 inch cũ hơn yêu cầu sự chú ý cụ thể:

• VDD: Yêu cầu nguồn logic 3.3V
• VBAT: Đầu vào bơm điện tích (3.3V-4.2V khi sử dụng bơm bên trong)
• VCC: Chân điện áp cao (7-9V khi sử dụng nguồn bên ngoài)

Đối với các kết nối bộ vi điều khiển 5V với màn hình cũ hơn, các mạch chuyển mức bằng cách sử dụng bộ chia điện trở hoặc IC chuyên dụng (như TXS0108E) là rất cần thiết.

Việc tích hợp OLED thành công đòi hỏi phải chú ý đến một số yếu tố kỹ thuật:

• Giảm thiểu gợn sóng nguồn điện để ngăn chặn sự không ổn định của màn hình
• Tuân thủ đúng cực tính để tránh hư hỏng do điện áp ngược
• Thực hiện bảo vệ phóng tĩnh điện trong quá trình xử lý
• Xem xét kỹ lưỡng bảng dữ liệu cho các yêu cầu cụ thể của kiểu máy
• Tiến hành thử nghiệm toàn diện trước khi triển khai cuối cùng

Bằng cách hiểu các yêu cầu về điện năng và các cân nhắc về khả năng tương thích này, các nhà phát triển có thể kết hợp hiệu quả màn hình OLED đơn sắc vào các dự án của họ trong khi tránh các sai sót triển khai phổ biến.